TDCS基于权系数的基函数设计方法

为了充分利用背景干扰频谱分布信息以提高变换域通信系统(transform domain communication system,TDCS)抗干扰性能,提出了一种TDCS基于权系数的基函数幅度谱设计方法。在背景干扰存在的情况下,通过给采样后每个干扰频点幅值乘以一个权系数生成基函数各个频点的幅度谱值,并对系统传输误码性能进行理论分析,推导出系统最优误码性能时权系数的表达式。仿真结果表明,与传统二元判决系统相比,基于权系数系统具有更好的抗干扰性能,在干信比为29 d B、误码率为10-4时,信噪比增益为1.5 d B;在干信比为35 d B、信噪比为0 d B时,仍可以有效的建立通信。     

变换域通信系统中的一种分段迭代门限算法

变换域通信系统通过信道估计在变换域设计信号波形避开干扰,它没有采用载波调制,而是用一个类似噪声的基函数进行信息调制。针对采用小波分析的文献中均采用固定门限值剔除干扰,提出了一种分段迭代门限算法。经仿真验证,采用该门限算法的系统比采用1-2倍的噪声功率谱密度门限值的系统有更好的误码率性能：在10％、70％部分带宽干扰下,当J／E低于3dB时系统误码率性能改进约2dB,其他J／E下改进约1dB;在线性调频干扰下,当J/E低于7．5dB时系统误码率性能改进约1．5dB,其他J／E下改进约O．5dB。     

双向工频通信中信道编码纠错性能研究

本文通过分析工频通信信号在油田电网的传输特性及噪声特性，仿真实现了工频通信突发干扰信道及汉明码，BcH码在该信道条件下的编码译码。通过分析信道鳊码后误码率与信噪比关系，得出BcH码较汉明码在相同信嗓比下使得通信误码率更低，更适于油田电网的工频通信系统。     

变换域通信系统抗干扰编码幅度谱成型算法

针对变换域通信系统收发双方电磁环境不一致、频谱失配导致有用信号能量损失和降低系统抗干扰性能的问题,提出接收端多元编码幅度谱成型算法。首先,在发送信号频谱组成未知的条件下,采用变换域技术对接收端干扰和噪声进行处理,由于干扰会在变换域能量聚焦,而噪声没有能量聚焦特性,因此变换域处理能够有效的将干扰和噪声进行分离;然后,对分离后的干扰和噪声幅度谱进行归一化处理;最后,对归一化处理的幅度谱进行多元编码,无干扰的频点幅度谱设置为1,有干扰的频点幅度谱设置为归一化幅度谱最大值与该点的差值。采用该算法生成的基函数能够有效降低有用信号能量的损失并躲避干扰。仿真结果表明,相比接收端直接生成基函数和基于类似等增益合并的算法,在信噪比为-8~8dB的条件下,多元编码幅度谱成型算法能够有效形成接收端幅度谱,基函数误差分别降低了16.2%和13.1%,提高了系统的抗干扰性能。     

正交频分复用系统中的一种部分频带干扰抑制方法

针对传统正交频分复用系统对部分频带干扰敏感的问题,提出了一种结合线性星座预编码的部分频带干扰抑制方法.该方法通过估计受到强干扰影响的子载波位置并将该类子载波接收信号置零来构造不含强干扰分量的判决统计量.利用线性星座预编码优异的分集特性,将该统计量用于检测可恢复发送数据且消除强干扰的影响.相对于已有的编码正交频分复用及载波干涉正交频分复用两种干扰抑制方案,该方法对部分频带干扰有更好的鲁棒性,在强干扰下没有误码率底限.仿真结果表明,当信干比为-10 dB时,该方法的误码率随信噪比增加迅速减小,在信噪比达到20dB时误码率可降至10-3.     

基于MPSO粒子滤波的单通道扰信盲分离算法

针对单通道接收情况下通信信号与干扰盲分离的难题,提出了一种基于变异粒子群优化粒子滤波的单通道扰信盲分离新算法。首先建立了受扰通信信号的状态空间模型,并利用变异粒子群重采样粒子滤波进行通信码元和未知参数的联合最大后验估计,有效改善了标准粒子滤波中存在的粒子退化现象,在减少所需粒子数量的同时,又保持了序贯估计过程中粒子集合的多样性和优质性,使新算法在干信比较大时也能保持较好的分离性能。仿真实验表明,对单音干扰,在干信比等于30 dB,信噪比大于15 dB的条件下,新算法可以有效地从单路接收的受扰信号中分离出通信信号与干扰。     

基于神经网络的变换域通信系统接收技术

提出了一种不须要估计本地基函数的变换域通信系统接收机接收方法.详细分析了接收机的接收原理,以相关解调信号能量最大化为目标构建了接收机最优化接收模型,通过对模型求解得到了接收数据自协方差矩阵的最大特征值向量,此向量可作为接收端基函数实现最佳接收,从而引入基于Hebbian学习训练的神经网络完成最大特征值向量的自适应估计与数据接收.仿真结果表明:当算法收敛时,作为基函数估计的网络连接强度矢量与发送端基函数基本一致,并且当发送端改变基函数时,算法依然能够实现准确跟踪.系统的接收性能与收发两端基函数一致条件下的接收性能基本一致,当算法迭代次数为300,误码率为1×10-4时,系统的信噪比损失可小于1dB.     

一种多用户多输入多输出系统下行链路线性预编码方法

针对多用户多输入多输出系统下行链路线性预编码的信干噪比最大化方法中,共信道干扰抑制和噪声抑制不能有效平衡的问题,提出将其中的噪声方差项修正为以噪声方差为变量的分段线性函数的改进方案.该方案通过对噪声方差项的分段修正,在噪声方差的值较小时依然能够保持共信道干扰抑制和噪声抑制间的平衡,从而使系统的误比特率性能和容量得到进一步提高.仿真结果表明,与信干噪比最大化法相比,所提方案对于基站天线数为5、移动用户数为3、移动用户天线数均为2的多用户系统,在平均误比特率为10-4水平上可以获得2 dB的性能增益,当信噪比为10dB时,可以使系统的各态历经容量增加1 b.(s.Hz)-1.     

数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究

为提高跳频抗干扰性能,提出将Raptor码作为前向纠错码应用于跳频通信系统,其中Raptor码采用码率为0.95的规则LDPC码作为预编码,再级联LT码来实现.通过Matlab建模仿真实验,分析了跳频通信系统对抗宽带干扰以及部分频带干扰的性能.结果表明,宽带干扰环境下,在比特信干比为2.5dB时可以使误比特率低于10-3,得到17.6dB的性能提升;部分频带干扰环境下,在比特信干比为1.0dB时,可以将系统误比特率降低到10-3以下,得到16.8dB以上的性能提升.因此,用Raptor码作为跳频通信前向纠错码是可行的.     

无参考输入的双话筒噪声抵消

介绍了一种双通道的噪声抵消系统 .传统的频谱减法的语音增强需要预先知道噪声的特性 .但是 ,噪声的平稳性和可分离性在许多实际应用场合都无法满足要求 .提出采用两路话筒输入 ,以便动态获得噪声频谱的方法 .采用自适应校正滤波的同步算法 ,利用语音信号的相关性同步两路信号中的语音 ,通过抵消其中的语音成分获得噪声的频谱特性 .实验证明该方法能够获得很好的同步效果 .在获得噪声频谱的基础上用频谱减和维纳滤波两种方法进行了噪声抵消的对比实验 .对 0dB信噪比输入的信号可以获得约 9dB信噪比的提高 .用维纳滤波处理后的语音比频谱减法残留较低的“音乐声” .在非平稳条件下对噪声仍具有一定的跟踪能力     

一种导航宽带抗干扰中的阵列幅相误差校正算法

针对复杂电磁环境下抗干扰导航接收机中存在的幅相误差问题,提出一种幅相误差有源校正的导航接收机抗干扰算法;该算法通过干扰和幅相误差构建阵列幅相误差数学模型;然后基于加权子空间拟合原理和最小二乘的方法估计阵列幅相误差系数;最后利用线性约束最小方差(LCMV)算法对修正的之后的接收数据进行干扰的抑制;并明确提出了导航抗干扰接收机的通道修正的解决方案。理论分析和仿真实验表明,估计的幅相误差系数与实际幅相误差非常接近;此方法可以准确在干扰方向上形成零陷并保留导航信号;信噪比在-10 d B的时候,幅相误差估计值逐渐收敛于真实值;并且随着信噪比的增加幅相误差估计精度也逐渐提高。所提算法能有效提高存在幅相误差通道的抗干扰的性能。     

多用户多输入多输出系统下行链路的线性预编码和功率分配

针对下行链路多用户多输入多输出(MIMO)系统,提出了一种简单的联合预编码和动态功率分配的方法.该方法把复杂的联合线性预编码设计和功率分配的优化问题分解成两步实现,简化了问题的求解.首先求解线性预编码,然后在此基础上,通过优化不同用户的功率分配,使各用户的信干噪比(SINR)相同且最大化,改善了的系统的误码率(BER)性能.仿真表明,所提出的方法与现有的方法相比,可以获得较大的信噪比(SNR)增益.     

基于旋转矩阵的差分酉空时编码调制

针对传统的差分酉空时编码调制在高信噪比(大于10dB)时,性能仍不理想的问题,引入旋转矩阵思想,提出了一种新的差分酉空时调制星座图的设计方法.该方法设计的非群星座图,比传统的循环群码有更大的分集乘积,因而理论上有更好的性能.同时可以通过对该方法进行简化来降低计算复杂度:当星座图的大小为偶数时,该算法可以简化为3个参数.仿真结果表明,在BER(Bit Error Rate)为10-4的情况下,用新提出的方法设计的差分酉空时码的性能比循环酉空时码的性能要好近1dB.     

基于协方差矩阵重构和导向矢量优化的波束形成算法

针对传统波束形成算法在导向矢量失配和协方差矩阵误差情况下输出信干噪比下降严重的问题,提出了一种基于协方差矩阵重构和导向矢量优化的稳健自适应波束形成算法。该算法通过估计信号和干扰的功率及方向,重构干扰加噪声协方差矩阵,同时结合投影和空域积分思想,对假定的导向矢量进行优化计算,使其接近真实的导向矢量。进而通过相关运算求得复数加权值实现波束形成。所提算法可以有效抑制干扰,提高输出信干噪比。在多种失配存在的情况下,所提算法也具有较好的性能。研究共进行了6个仿真实验,所提算法性能均优于所对比算法。所提算法在快拍数固定且存在导向矢量失配的情况下,相比于最差情况性能最优算法有约5 dB的输出信干噪比提升。在信噪比固定且存在导向矢量失配的情况下,相比于对比算法均有4 dB以上的性能提升。实验结果验证了所提算法的有效性。     

新颖的平均传输参考型超宽带相关接收机的研究

基于超宽带（UWB）通信在多个比特数据传输中信道基本不变的特点，提出一种平均传输参考型UWB相关接收机．发送端的每一帧数据由头部几个参考信号和多个调制数据信号组成，接收机采用这几个参考信号接收波形的累加平均作为相关模板来解调随后的数据信号，由于提高了相关模板的信噪比，从而改善了接收机的误码率性能，同时结构较为简单，便于实现．理论分析和IEEE多径信道模型的仿真表明：该接收机的比特误码率明显优于传统自相关接收机，在10^-2误码率时约有2dB的信噪比增益．     

基于干扰子空间估计的跳频多址信号检测

通过对跳频多址信号的时频图案分析,建立了基于信号子空间的系统模型和跳频多址信号的解相关检测算法.该算法采用子空间跟踪的思想,将干扰子空间从检测信号空间上予以消除,克服了传统检测器需要知道系统中所有用户跳频图案的约束和串行干扰消除中的干扰扩散问题.与传统检测器相比,该算法具有更好的系统误码性能、较低的计算复杂度和很好的系统稳健性.MonteCarlo仿真结果表明,在同一个误码率条件下,基于子空间的盲多用户检测器比传统检测器的信噪比提高了2～4dB.     

低信噪比多径-信道下的OFDM带宽自动估计

针对低信噪比多径-信道条件下正交频分复用(OFDM)信号带宽估计精度低的问题,提出一种基于小波变换的OFDM信号带宽自动估计方法。首先利用修正周期图法(Welch法)得到信号瞬时功率谱,通过多次观察测量并对功率谱曲线进行统计平均。然后对功率谱曲线进行连续小波变换,计算小波变换后时间-尺度平面上同一时间不同尺度能量累计曲线,提取曲线局部峰值位置,进而估计信号带宽。实验仿真结果表明：在不同多径信道且信噪比为-10dB条件下,估计偏差均不超过1.2%,准确度优于传统方法,且鲁棒性较强。     

重叠编码放大转发协作通信系统研究

为进一步提升协作通信系统的频谱效率,将重叠编码复用技术引入协作通信,设计了采用重叠编码的放大转发（ampli-fy-and-forward,AF）系统,并采用复数域的Viterbi解码算法对其进行译码。在平坦Rayleigh衰落信道下的仿真表明,通过改变不同的编码复用系数,新系统仅使用二阶调制就能使频谱效率高于1（b/s）/Hz。此外,在相同频谱效率下,较传统高阶调制AF协作通信系统,新系统的误比特率（bit error rate,BER）性能有显著提升,如当BER等于10-3时,新系统的每比特能量与噪声功率谱密度之比（Eb/N0）将减少6～7 dB。     

基于信干噪比增益的自适应阵列抗干扰性能分析

针对自适应阵列现有的抗干扰性能评价指标存在权系数伸缩敏感,难以直观反映后续信号处理性能等缺点,在现有性能指标分析基础上,提出了信干噪比(SINR)增益指标,并给出了均匀线性阵列SINR增益的解析表达式. 新指标具有明确物理含义,可方便比较不同空域滤波器的抗干扰性能,并定量反映抗干扰后续的信号处理性能. 仿真实验结果验证了提出新方法的有效性.